0201-力重力彈力.doc

高中物理授課紙 授課日期 年 月 日 N0翰林匯翰林匯翰林匯翰林匯課 題： 力 物體的平衡 類型：復(fù)習(xí)課目的要求：通過強(qiáng)化基礎(chǔ)訓(xùn)練，內(nèi)化力的合成與分解、受力分析等解題思想，以形成解題能力重點(diǎn)難點(diǎn)： 力的合成與分解，受力分析。教 具：過程及內(nèi)容：第1課 力、力學(xué)中常見的三種力基礎(chǔ)知識(shí) 一、力1、定義：力是物體對(duì)物體的作用說明：定義中的物體是指施力物體和受力物體，定義中的作用是指作用力與反作用力。2、力的性質(zhì)力的物質(zhì)性：力不能離開物體單獨(dú)存在。力的相互性：力的作用是相互的。力的矢量性：力是矢量，既有大小也有方向。力的獨(dú)立性：一個(gè)力作用于物體上產(chǎn)生的效果與這個(gè)物體是否同時(shí)受其它力作用無關(guān)。3、力的分類按性質(zhì)分類：重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力等按效果分類：拉力、壓力、支持力、動(dòng)力、阻力、向心力、回復(fù)力等按研究對(duì)象分類：內(nèi)力和外力。按作用方式分類：重力、電場力、磁場力等為場力，即非接觸力，彈力、摩擦力為接觸力。說明：性質(zhì)不同的力可能有相同的效果，效果不同的力也可能是性質(zhì)相同的。4、力的作用效果：是使物體發(fā)生形變或改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)5、力的三要素是：大小、方向、作用點(diǎn)6、力的圖示：用一根帶箭頭的線段表示力的三要素的方法。7、力的單位：是牛頓，使質(zhì)量為1千克的物體產(chǎn)生1米秒2加速度力的大小為 1牛頓二、重力1、產(chǎn)生：由于地球?qū)ξ矬w的吸引而使物體受到的力叫重力說明：重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的力，但它并不就等于地球時(shí)物體的引力重力是地球?qū)ξ矬w的萬有引力的一個(gè)分力，另一個(gè)分力提供物體隨地球旋轉(zhuǎn)所需的向心力。由于物體隨地球自轉(zhuǎn)所需向心力很小，所以計(jì)算時(shí)一般可近似地認(rèn)為物體重力的大小等于地球?qū)ξ矬w的引力。2、大小：Gmg （說明：物體的重力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及所處的狀態(tài)都無關(guān)）3、方向：豎直向下（說明：不可理解為跟支承面垂直）4、作用點(diǎn)：物體的重心5、重心：重心是物體各部分所受重力合力的作用點(diǎn)說明：（l）重心可以不在物體上物體的重心與物體的形狀和質(zhì)量分布都有關(guān)系。重心是一個(gè)等效的概念。 （2）有規(guī)則幾何形狀、質(zhì)量均勻的物體，其重心在它的幾何中心質(zhì)量分布不均勻的物體，其重心隨物體的形狀和質(zhì)量分布的不同而不同。 （3）薄物體的重心可用懸掛法求得三、彈力1、定義：直接接觸的物體間由于發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力2、產(chǎn)生條件：直接接觸，有彈性形變。3、方向：彈力的方向與施力物體的形變方向相反，作用在迫使物體發(fā)生形變的物體上。說明：壓力、支持力的方向總是垂直于接觸面（若是曲面則垂直過接觸點(diǎn)的切面）指向被壓或被支持的物體。繩的拉力方向總是沿繩指向繩收縮的方向。桿一端受的彈力方向不一定沿桿的方向。4、大小：彈簧在彈性限度內(nèi)，遵從胡克定律力F=kX。一根張緊的輕繩上的張力大小處處相等。非彈簧類的彈力是形變量越大，彈力越大，一般應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，利用平衡條件或牛頓定律來計(jì)算。規(guī)律方法 1、關(guān)于力的概念重力實(shí)際上是物體與地球間的萬有引力的一部分（另一部分為物體繞地球旋轉(zhuǎn)所需要的向心力）重力是非接觸力。非特別說明，凡地球上的物體均受到重力。重力的大小： Gmg ，g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?g9.8m/s2，且隨緯度和離地面的高度而變。（赤道上最小，兩極最大；離地面越高，g越小。在地球表面近似有：【例1】模塊總復(fù)習(xí)P21 例1關(guān)于力的敘述正確的是( C )A只有互相接觸的物體間才有力的作用B物體受到力的作用，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定改變C施力物體一定受力的作用D豎直向上拋出的物體，物體豎直上升，是因?yàn)樨Q直方向受到升力的作用分析:力是物體間的相互作用，施力物體同時(shí)一定是受力物體，一定受到力的作用，所以C正確；力作用的兩個(gè)物體不一定互相接觸，如電磁力，所以A錯(cuò)；物體受到的合外力為零，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，所以B錯(cuò)；對(duì)豎直上拋物體受力分析知“升力”無施力物體，所以升力不存在，所以D錯(cuò)。2、對(duì)重力及重心的正確認(rèn)識(shí)【例2】模塊總復(fù)習(xí)P22 2關(guān)于物體的重心，下列說法中正確的是( D )A重心就是物體上最重的一點(diǎn)B形狀規(guī)則的物體的重心，一定在它的幾何中心C重心一定在物體上D用軟繩將一物體懸掛起來，該物體的重心一定在懸掛繩的延長線上【例3】創(chuàng)新設(shè)計(jì)P21 應(yīng)用2一個(gè)圓球形薄殼容器所受重力為G，用一細(xì)線懸掛起來，如圖所示現(xiàn)在容器里裝滿水，若在容器底部有一個(gè)小閥門，將小閥門打開讓水慢慢流出，在此過程中，系統(tǒng)(包括容器和水)的重心位置 ( )A慢慢下降B慢慢上升C先下降后上升D先上升后下降3、彈力方向的判斷方法（1）根據(jù)物體的形變方向判斷：彈力方向與物體形變方向相反，作用在迫使這個(gè)物體形變的那個(gè)物體上。彈簧兩端的彈力方向是與彈簧中心軸線相重合，指向彈簧恢復(fù)原狀方向；輕繩的彈力方向沿繩收縮的方向，離開受力物體；面與面，點(diǎn)與面接觸時(shí)，彈力方向垂直于面（若是曲面則垂直于切面），且指向受力物體球面與球面的彈力沿半徑方向，且指向受力物體輕桿的彈力可沿桿的方向，也可不沿桿的方向。（2）根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況。利用平行條件或動(dòng)力學(xué)規(guī)律判斷【例4】模塊總復(fù)習(xí)P22 例4 三個(gè)相同的支座上分別擱著三個(gè)質(zhì)量和直徑都相等的光滑圓球a、b、c，支點(diǎn)P、Q在同一水平面上，a球的重心Oa位于球心，b球和c球的重心Ob、Oc分別位于球心的正上方和球心的正下方，如圖所示，三球均處于平衡狀態(tài)，支點(diǎn)P對(duì)a球的彈力為FNa,對(duì)b球和c球的彈力分別為FNb和FNc則( )A. FNa=FNb=FNcB. FNBFNAFNcC. FNBFNAFNb=FNc分析:三種情況下，支點(diǎn)P、Q對(duì)球的彈力都沿著它們與球心的連線指向球心，而不是想當(dāng)然地錯(cuò)誤認(rèn)為彈力都沿著他們與重心的連線而指向重心。由對(duì)稱性可知：P、Q兩點(diǎn)對(duì)球的作用力的大小相等，平衡時(shí)，每一種情況下，P、Q兩點(diǎn)對(duì)球的作用力大小相等；平衡時(shí)，每一種情景下，P、Q兩點(diǎn)對(duì)球的彈力的夾角一定。故由三力平衡知識(shí)可得：三種情景下P點(diǎn)對(duì)球的彈力相等，正確答案選A。說明：分析彈力：找接觸面（或接觸點(diǎn)）判斷是否有擠壓（假設(shè)法）判斷彈力的方向【例5】模塊總復(fù)習(xí)P22 例5 如圖1所示固定在小車卜的支架的釋并與豎直桿的夾角為，在斜桿下端固定有質(zhì)量為m的小球，下列關(guān)于桿對(duì)球的作用力F的判斷中，正確的是( )A小車靜止時(shí)，F(xiàn)=mgcos，方向沿桿向上B小車靜止時(shí)，F(xiàn)=mgcos，方向垂直桿向上c小車向右以加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定有F=mgsin D小車向左以加速度a運(yùn)動(dòng)時(shí)，方向斜向左上方，與豎直方向的夾角為=arctan(ag)分析：小車靜止時(shí)，由物體的平衡條件有此時(shí)桿對(duì)球的作用力方向豎直向上，且大小等于球的重力mg。小車向右以加速度a運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球受桿的作用力方向與豎直方向的夾角為，如圖2所示，根據(jù)牛頓第二定律有Fsin= ma Fcos=mg兩式相除可得tan=ag只有當(dāng)球的加速度a=gtan時(shí)，桿對(duì)球的作用力才沿桿的方向，此時(shí)才有F=masin。小車向左以加速度a運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律知小球受重力mg和桿對(duì)球的作用力F的合力大小為ma，方向水平向左，根據(jù)力的合成這三力構(gòu)成圖3所示矢量三角形, ，方向斜向左上方，與豎直方向的夾角為=arctan(mamg)=arctan(ag)。正確答案為D。4、彈簧彈力的計(jì)算與應(yīng)用【例6】創(chuàng)新設(shè)計(jì)P22 2如圖所示，四個(gè)完全相同的彈簧都處于水平位置，它們的右端受到大小皆為F的拉力作用，而左端的情況各不相同：彈簧的左端固定在墻上，彈簧的左端受大小也為F的拉力作用，彈簧的左端拴一小物塊，物塊在光滑的桌面上滑動(dòng)，彈簧的左端拴一小物塊，物塊在有摩擦的桌面上滑動(dòng)若認(rèn)為彈簧的質(zhì)量都為零，以l1、l2、l3、l4依次表示四個(gè)彈簧的伸長量，則有 ( )【例7】創(chuàng)新設(shè)計(jì)P22 【例2】如圖所示，裝滿土豆的木箱，以一定的初速度在動(dòng)摩擦因數(shù)為的水平地面上做勻減速運(yùn)動(dòng)，則木箱中某一質(zhì)量為m的土豆受到其他土豆對(duì)它的作用力為 ( )解析 ： 木箱做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度為a=g以木箱中某一土豆為研究對(duì)象，把它的受力簡化為只受重力和一個(gè)等效彈力(周圍其他土豆對(duì)它的壓力之和)作用下的問題受力如右圖所示，F(xiàn)合= mg，可得：答案 C【例8】模塊總復(fù)習(xí)P22 例6如圖1所示，勁度系數(shù)為k2的輕質(zhì)彈簧，豎直放在桌面上，上面壓一質(zhì)量為m的物體